Nový matematický model odhaluje tajemství spánku napříč generacemi

Vědci z Univerzity v Surrey přinesli nový pohled na otázku, proč miminka někdy spí během dne, dospívající chodí spát později a starší lidé vstávají dříve. Tyto jevy se podařilo vysvětlit pomocí matematického modelování regulace spánku, konkrétně dvoufázovým modelem, který byl původně představen v 80. letech minulého století.

Dvoufázový model (2PM) popisuje, jak naše spánkové vzorce ovlivňují dvě hlavní složky – tlak ke spánku, který se zvyšuje s délkou bdění a ubývá během spánku, a přibližně 24hodinový rytmus našeho vnitřního biologického hodin. Tým ukázal, jak tento model pomáhá pochopit například, proč některé děti někdy spí během dne a jindy ne.

Další část výzkumu zkoumala kombinaci matematického modelování přepínání mezi spánkem a bděním se vlivem světla na biologické hodiny. Integrovaný model tak odhaluje, jak kombinace vnitřních fyziologických procesů a okolního prostředí ovlivňuje mnohé spánkové jevy. Výsledky vysvětlují, proč někteří teenageři obvykle usínají a probouzejí se později než mladší děti. To je způsobeno pomalejším nárůstem spánkového tlaku během bdění a večerním vystavením jasnému světlu, které může uspání dále posunout.

Model rovněž ukazuje, že časnější vstávání ve stáří nemusí být primárně řízeno změnami biologických hodin, jak se dříve domnívalo. Může to být důsledkem interakce různých systémů kontrolujících spánek, které se s věkem mění.

Profesorka Anne Skeldon, vedoucí studie, vyzdvihuje, že tento přístup poskytuje naději na lepší pochopení a řešení problémů se spánkem. Pomocí matematiky je možné modelovat, jak malé změny v biologii, světle nebo zvycích mohou posunout náš spánek a jak testovat praktické způsoby pro jeho zlepšení.

Výzkumný tým simuloval různé spánkové vzorce pomocí 2PM a světelného modelu a došel k závěru, že například pobyt v interiéru většinu dne a vystavení světlu večer narušuje náš spánkový rytmus. Tyto poznatky by mohly přinést nové možnosti rad pro zlepšení spánkových vzorců pro jednotlivce ovlivněné moderními zvyklostmi, stárnutím nebo zdravotními problémy.